《公共建筑节能标准》PPT课件.ppt

公共建筑节能标准 第五章采暖通风空调节能设计 公共建筑节能标准 通风与空气调节 编制总体原则 围绕节能来编写条文 强调全年运行的节能强调实时控制强调分区域的参数控制避免冷热抵消提高输送能效尽可能注重 可操作性 公共建筑节能标准 5 1一般规定5 1 1 5 1 1施工图设计阶段 必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算 强制性条文 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019 2003 6 2 1条作了类似的规定 现状 四大 装机容量偏大 水泵配置偏大 末端设备偏大 管道直径偏大 造成的不良影响 1 投资加大 2 设备 管道站用空间加大 3 关键一点 设备运行效率低下 全年能耗增加 4 参数失控 后面详细介绍 公共建筑节能标准 5 1一般规定5 1 1 冷 热指标的特点及应用 1 特点 同类工程的统计值或经验值 不针对特定工程 2 应用 方案 初步设计估算 作为工程设计和工程建设 如预算等 前期工作的参考 强调一点 自控并不能完全和有效的解决 四大 问题 任何自控系统都受到调节能力的限制 如 冷水机组存在最小容量百分比调节的限制 电动阀存在控制精度问题 大口径阀不能控制很小的流量 水泵扬程的过高部分将损失在附件上导致能耗无谓的增加 本条文的核心 强调设计 计算都应精心进行 因为施工图是最后的实施图纸 已经 或者说也应该 具备详细计算的条件 只是设计配合的操作性问题 公共建筑节能标准 5 1一般规定5 1 2 5 1 2严寒地区的公共建筑 冬季宜另设热水集中采暖系统 对于寒冷地区 应根据建筑等级 采暖期天数 能源消耗量和运行费用等因素 经技术经济综合分析比较后确定是否另设置热水集中采暖系统 严寒地区的公共建筑的主要特点 1 室内外采暖计算温度差大 采暖期长 2 间歇使用的建筑存在冬季防冻的要求 公共建筑节能标准 5 1一般规定5 1 2 冬季采暖系统特点 1 正常使用时 冬季采暖系统比空调系统运行能耗减少 1 通常采暖系统的供回水温差 20 25 大于空调热风系统 10 15 水泵流量减少 2 由于末端无输送设备 消除了热风系统的风机能耗 3 上述两点使得瞬时能耗和全年电耗得以降低 2 间歇使用时 利用采暖系统作为防冻系统比热风系统更有利于节能 3 舒适性较好 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 1 5 2 1集中采暖系统应采用热水作为热媒 国家节能指令 第四号 明确规定 新建采暖系统应采用热水采暖 热水采暖系统的优点 1 舒适 安全 2 运行调节方便 可靠 质调节与量调节并举 3 有利于节能 尤其是提高热源设备 如锅炉房 的效率 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 2 5 2 2设计集中采暖系统时 管路宜按南 北向分环供热原则进行布置并分别设置室温调控装置 目前的典型问题 不同朝向的冷 热不均 原因分析 太阳辐射热的逐时影响 在设计中 尽管可以对朝向进行修正 但要非常清楚的是 朝向修正系数通常是以该朝向最不利情况 或者说以某种平均状态并考虑蓄热的条件 下来制定的 对于设计状态来说是合理的 但是 太阳辐射强度全体甚至全年随时都在变化 当太阳辐射较强时 对该朝向得热的影响并非等同于朝向修正系数 因此设计中要考虑到这种 实时情况 问题导致的结果 一部分朝向温度不够 另一部分过热而浪费能源 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 2 南北分环 或分系统 的实施 1 南 北向房间供暖系统各自独立 并在系统中配置温度调节器和电动阀 2 选择典型房间的室温作为温度调节信号 3 如果是一个系统 采用分环调节方式 设置和控制原则与 1 2 相同 4 宜采用变流量方式 但要注意最低流量限制 防止水力失调 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 3 5 2 3集中采暖系统 在保证能分室 区 进行室温调节的前提下 可采用下列任一制式 必要时 系统的划分和布置应能实现分区热量计量 1 上 下分式垂直双管 2 下分式水平双管 3 上分式垂直单双管 4 上分式全带跨越管的垂直单管 5 下分式全带跨越管的水平单管 本条文的目标 1 强调要求能进行分室 区 温度调节 2 要求系统能实现热量计量 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 3 本条文的核心 保证分室 区 进行室温调节选择采暖系统制式的主要原则要求 具体工程需要设计人员来把握 条文中所列几种系统都可以满足这些原则 1 保证散热器有较高的散热效率 2 保证各个房间 楼梯间除外 的室内温度能进行独立调节 3 管路系统简单 管材消耗量少 便于实行分区热量计量收费 4 初投资省 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 4 5 2 4散热器宜明装 散热器的外表面应刷非金属性涂料 本条文要说明的问题1 散热器的安装方式2 散热器表面的涂料要求3 在条文说明中 对散热器的选择也提出了相关的说明 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 4 安装方式 暗装在通常情况下影响散热量是众所周知的 因此 必须暗装时 应考虑合理的对流散热孔 在许多资料中 都介绍了不同的安装方式对散热量的影响 同时 由于暖气罩局部空间的温度升高 还加大了热损失 因此宜明装 这需要暖通设计人员与建筑室内设计人员密切配合 暗装时的另一个要注意的问题 散热器温度控制时 应采用 带外置式温度传感器的温控阀 而不能用普通的散热器恒温阀 因为暖气罩内温度不反映室内温度 散热器选择时应考虑 1 热工性能 2 经济性和节能性 金属热强度 3 构造特性 4 外观 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 4 涂层对散热量的影响 最后的涂层 表面层 是决定其结果 相对散热量 的关键因素 序号表面涂料相对散热量 1裸体散热器1002铝粉涂料93 73铜粉涂料92 64浅棕色涂料104 85浅米黄色涂料104 06白色光泽涂料102 2以上数据来自 供暖与空调 美国J R 艾伦等著 1946年 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 4 涂层对铸铁散热量的影响编号表面涂料散热量 W 传热系数 W m2 相对散热量 8401 B4银粉漆两道12007 91008401 A自然金属表面13058 51098401 C2米黄漆一道13909 11168401 D乳白漆一道13739 01148401 E深棕漆一道13949 11148401 F浅兰漆一道13989 21178401 G浅绿漆一道13578 8113以上数据来自清华大学散热器检测室 可以看出 由传统的银粉漆改为非金属涂料 可提高散热能力13 16 这是一种简单易行的节能措施 值得大力推广 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 4 涂层对散热量的影响表的应用前述两个表都可以直接应用于设计过程之中 但是应根据具体情况灵活掌握和应用 1 单管顺序式系统对于单管顺序式系统 由于计算中每个 上游散热器 的散热量都会对 下游散热器 的选择产生影响 因此 设计时应明确散热器的表面颜色 如果确定颜色的确存在困难 建议可以按照增大102 以 自然金属表面 散热量为100 来考虑 2 带有末端温控装置的双管系统由于末端带温控 运行过程中散热量可以 实时控制 因此可以将 涂色 增大的散热量作为运行节能的措施之一 在设计中将其视为 安全系数 也是可以的 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 5 5 2 5散热器的散热面积 应根据热负荷计算确定 确定散热器所需散热量时 应扣除室内明装管道的散热量 本条的主要精神 强调精心设计 两句话反映了同样的观点 散热面积过大的危害 不但不能像想象的那样 保险 反而导致垂直失调 尤其对于单管系统 上游散热器富裕量 保险量 的增加是靠牺牲下游散热器的散热量为代价的 调控措施的局限性 双管系统通过末端温控 单管系统通过设置跨越管的方式 可以在一定程度上解决失调问题 但这不是根本的解决方式 因为任何调控措施都是由一定局限的 1 竣工调试目前存在较多的问题 相当多的系统没有很好的调试 2 使用过程中 容易存在认为变动的情况 3 任何一个负责任的设计 首先要求的是设计本身的合理性 而不能将所有问题放到竣工调试或者运行中的自动控制来解决 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 5 明装管道 通常是立管 的散热量 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 5 办公室明装管道的散热量比例对于一个层高3 3m 尺寸3 6X6m的办公室来说 如果采用双管系统 其供回水立管的散热量为487W 22 5W m2 按照办公室采暖指标80W m2计算 则立管散热量占房间热负荷的28 在计算中如果不扣除 则出现的问题与盲目增加散热其面积的情况是类似的 上游过热而耗能 下游过冷而达不到使用要求 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 6 5 2 6公共建筑内的高大空间 宜采用辐射供暖方式 人体的 舒适感 1 体感温度 室温tn 周围物体辐射平均温度tf 2 2 周围物体辐射平均温度tf 辐射面积 辐射面表面温度 tf 辐射面积 3 由于地面对人体的直接辐射占有较大的面积 因此 在许多资料中介绍 当采用地面辐射时 计算室温比正常的设计标准低2 时 通常仍然可以达到与散热器 或热风供暖 相同的 体感温度 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 6 辐射供暖节能机理 1 辐射供暖具有一定的 可选择性 和 定向性 2 对于地面辐射 常见情况 由于计算温度降低 可以减少设计和运行能耗 3 由于空气的热特性 对流供暖造成热空气上浮 形成 上热下冷 现象 常见问题 温度梯度加大 上部空气的过热必然造成热损失的增加 高大空间尤为明显 根据对层高14m房间的实测 对流采暖时 室内的温度梯度 t 9 0 5 1 0 m 改为辐射采暖后 t 2 5 同时对舒适性来说也是不利的 4 减少供暖区域 只是对人员活动区保持温度 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 7 5 2 7集中采暖系统供水或回水管的分支管路上 应根据水力平衡要求设置水力平衡装置 必要时 在每个供暖系统的入口处 应设置热量计量装置 水力平衡 1 最不利环路 指设计状态且未采用任何水力平衡装置的条件下 计算阻力最大的环路 注意 在运行过程中 没有 最不利环路 所有环路的实际阻力都是相同的 因此 我们强调的 平衡 不是阻力平衡 而是强调的 按需供水 保证各处需要的供水量 2 设计状态下的平衡问题 由于管道 阀门等附件都是有一定规格的 因此原则上来说 在没有平衡装置的情况下 靠计算调整管径等方法 任何水系统的所有环路要做到 理想 的水力平衡都是不可能的 但并不是所有系统都必须加 水力平衡装置 因此这里提出的是 根据要求 在暖通规范 4 8 6条 中规定不平衡率为15 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 7 水力平衡 3 静态平衡 由于可能存在不平衡的实际情况 为了初调试的需要 可以在管道上增加流量静态平衡装置 实际上是 按需供水 条件下的阻力平衡装置 在初调试阶段平衡各环路水阻力 4 关于动态平衡的两个概念 1 动态流量平衡阀 目的是保持流量不变 因此也可以称为 定流量阀 它只适用于定流量水系统 2 动态电动流量平衡阀 目的是保证系统压差的变化对当前的末端流量没有影响 末端流量的变化只取决于负荷的变化 5 水力平衡的概念 按需供水 6 强调一点 尽量通过设计中的管路调整来平衡 减少水力平衡装置 对于投资和节能有较大意义 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 7 热量计量 1 热计量是国家的相关政策 2 这里强调的是系统的计量 因此主要是从楼栋计量的角度来说的 对于公共建筑而言 要做到分户或分室计量是非常困难的 从管理上看 通常也没有这个必要 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 8 5 2 8集中热水采暖系统热水循环水泵的耗电输热比 EHR 应符合下式要求 EHR Q 0 0056 14 L t式中 水泵在设计工况点的轴功率 kW Q 建筑供热负荷 kW 考虑电机和传动部分的效率 当采用直联方式时 0 85 当采用连轴器连接方式时 0 83 t 设计供回水温度差 系统中管道全部采用钢管连接时 取 t 25 系统中管道有部分采用塑料管材连接时 取 t 20 L 室外主干线 包括供回水管 总长度 m 当 L 500m时 0 0115 当500 L 1000m时 0 0092 当 L 1000m时 0 0069 公共建筑节能标准 5 2采暖5 2 8 本条的来源为 民用建筑节能设计标准 JGJ26 95 EHR Q 24qA 0056 14 L t 式中 全日理论水泵输送耗电量 kWh Q 全日系统供热量 kWh 全日水泵运行小时数 h 水泵在设计工况点的轴功率 kW q 单位建面积采暖负荷指标 kW m2 A 系统的采暖总面积 m2改动情况 1 水泵铭牌轴功率 N 修改为 水泵在设计工况点的轴功率 2 考虑到设计时确定供热水泵的全日运行小时数和供热负荷逐时计算存在较大的难度 因此在这里将典型设计日的平均值指标改为了设计状态下的指标 EHR Q 0 0056 14 L t 3 规定了设计供回水温度差 t要求 防止 t取值偏小而影响节能效果 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 1 5 3 1使用时间 温度 湿度等要求条件不同的空气调节区 不应划分在同一个空气调节风系统中 这是一个划分空调分系统的总原则 暖通规范 6 3 2也有相应规定 两个关键点 1 时间 不同房间的不同时使用问题 2 参数 同一风系统内 不同参数要求的房间无法同时满足参数要求 变风量系统例外 参数 温度 湿度 洁净度 噪声要求等 如果不划分 上述两者导致的结果都使得能耗增加 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 1 典型不合理情况 1商场与餐厅 时间和温湿度参数不同 易窜气味 2办公室与餐厅 时间和温湿度参数不同 易窜气味 噪声要求也不同 特殊用房应独立设置 大型会议厅 由于使用因素 应独立设置 计算机房 由工艺决定温湿度 洁净度参数要求 往往是连续运行 执行时应对各种具体情况进行合理分析 按使用特性与要求确定 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 2 5 3 2房间面积或空间较大 人员较多或有必要集中进行温 湿度控制的空气调节区 其空气调节风系统宜采用全空气空气调节系统 不宜采用风机盘管系统 主要考虑到四个原因 1 过渡季节能问题 过渡季利用新风供冷 节能效果显著 2 控制的合理性问题 集中控制 简单 可靠 3 运行管理和维护的方便问题 集中管理 减少管理维护工作量 4 空气质量的改善 空气集中处理 易于提高空气品质 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 3 5 3 3设计全空气空气调节系统并当功能上无特殊要求时 应采用单风管送风方式 原因 1 单风管较双风管系统简单 占用空间少 初投资省 2 双风管系统存在混合损失 不适用情况 如存在某种工艺对气流组织要求稳定的房间的特殊情况 双风管空调系统 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 4 5 3 4下列全空气空气调节系统宜采用变风量空气调节系统 1 同一个空气调节风系统中 各空调区的冷 热负荷差异和变化大 低负荷运行时间较长 且需要分别控制各空调区温度 2 建筑内区全年需要送冷风 变风量空气调节系统的特点 具有全空气系统的一些特点 可变新风比 管理和维护方便 有利于空气质量的改善 具有定风量空调系统不具有的特点 变风量系统可以进行不同空调区域的温度控制 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 4 变风量系统的节能主要体现在三个方面 第1款条文 1 运行节能 由于全年低负荷运行时间引起 2 设计状态的节能 考虑系统 而不是房间 负荷的综合最大值 逐时之和的最大时刻值 3 防止区域温度的过高或过低而节能 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 4 1 运行节能消除房间显热余热的热平衡公式为 Q L Cp Ts Tn 5 3 1 当Q变小时 可采用Ts Tn和L变小的方法实现 其中L变小的方法可以实现降低输送能耗 一般可节约40 60 的风机能耗 2 防止区域温度的过高或过低而节能避免了定风量系统因无法进行各区域温度控制时产生的过冷或过热现象造成的能源浪费 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 4 3 设计状态的节能相对于定风量空调系统 最大送风量从20000减小到16000m 3 h 见下表 某空调系统内各办公室典型设计日送风量需求表 m3 h 表5 3 1 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 4 对于全年需要送冷风建筑内区宜采用变风量空气调节系统 第2款条文 理由 1 可实现变新风比运行 充分利用天然冷却冷源 节能的好方法 2 可实现多区域温控 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 5 5 3 5设计变风量全空气空气调节系统时 宜采用变频自动调节风机转速的方式 并应在设计文件中标明每个变风量末端装置的最小送风量 目的 在选择改变空调系统风量的方法时 应优先采用节能效果最好的方法 变频自动调节风机转速的方式 变风量系统中 空调风机动态风量调节有以下几种方法 1 利用风机曲线的自适应方式 2 调节风机出口 或送风总管上 的对开式风阀 3 风机入口电动导流叶片调节法 4 多台风机并联运行时的运行台数调节法 5 风机转速调节法 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 5 1 利用风机曲线的自适应方法 利用VAV末端装置调节风阀 产生风机工作点偏移 效率下降 送风温升提高 噪声加大等问题 2 调节风机出口 或送风总管上 的对开式风阀 多余风压由风阀承担 浪费能源 3 风机入口电动导流叶片调节法 比上述方法略好 但效果不明显 4 风机转速调节法 最佳方法 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 5 风机转速调节方法 1 改变电机的级数方式 无法实现无级变速 2 改变电机的供电电压方式 适用于特殊电机 适应性差 3 机械变速装置方式 存在机械损失和磨损 4 电机变频调速方式 存在风机效率有所下降和变频器损失 但节电效果还是非常显著 提示 这里的风机是指空调系统的送风或回风风机 而不是VAV末端装置中的风机 由于大量变频器的使用极易造成电源污染 因此要注意到这一问题 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 5 应在设计文件中标明每个变风量末端装置的最小送风量 原因 1 满足卫生要求 2 离心式风机在风量过低时候引起喘振 或减振系统的共振 3 部分房间对气流组织的要求 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 6 5 3 6设计定风量全空气空气调节系统时 宜采取实现全新风运行或可调新风比的措施 同时设计相应的排风系统 新风量的控制与工况的转换 宜采用新风和回风的焓值控制方法 对本条的理解 1 强调设计中考虑全年运行的节能问题 2 关于 过渡季 的概念 不是 一年中自然的春 秋季节 而是指 与室内 外空气参数相关的一个空调工况分区范围 其确定的依据是通过室内 外空气参数的比较而定的 因此一些城市在炎热夏天的早晚也可能出现 过渡季 工况 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 6 本条实施的关键因素 1 应设有与全新风运行相对应的机械排风系统 排风量的变化应与新风进风量的变化同步 2 空调机组新风管的设计要考虑到全新风时的风量要求 3 强调实时控制概念 必不可少的空调系统的自动控制装置 或系统 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 6 几种不同系统的特点比较 1 双风机空调系统 定风量送风机 定风量回风机 最典型的双风机系统采用焓值控制的形式 尽可能采用 调控手段 通过调节新风 回风和排风阀 可以连续地改变新 排风量的大小 优点 过渡季和冬季过渡季均可实现节能运行 缺点 要占用较多的空调机房面积 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 6 几种不同系统的特点比较 2 双风机空调系统 定风量送风机 变速排风机 调控手段 通过调节新风阀改变新风的大小 控制排风机转速调节排风量 优点 同上 过渡季和冬季过渡季均可实现节能运行 排风机可灵活安装 缺点 排风机需配置变频器 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 6 几种不同系统的特点比较 3 双风机空调系统 定风量送风机 定风量排风机 调控手段 通过调节新风阀改变新风的大小 控制排风机启停 多台风机时 控制运行台数 只能分段调节 优点 运行节能效果明显 排风机可灵活安装 缺点 与连续调节的控制方法相比 热量节省效果稍差 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 7 5 3 7当一个空气调节风系统负担多个使用空间时 系统的新风量应按下列公式计算确定 Y X 1 X Z 5 3 7 1 式中Y 修正后的系统新风量在送风量中的比例 X 未修正的系统新风量在送风量中的比例 Z 新风比需求最大的房间的新风比 本条文系参考美国采暖制冷空调工程师学会标准ASHRAE62 2001 VentilationforAcceptableIndoorAirQuality 中第6 3 1 1条的内容制定的 目的 在全空气系统的设计中 在不降低人员卫生条件的前提下 应根据实际的情况尽量减少系统的设计新风比以利于节能 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 7 本条文隐含的条件是 每人实际使用的新风量就是相关规范规定的最小新风量 如果某个房间在送风过程中新风量有多余 人员少 新风量过大 则多于余的新风必将通过回风重新回到系统之中 再通过空调机重新送至所有房间 经过一定时间和一定量的系统风循环之后 新风量将重新趋于均匀 由此可使原来新风量不足的房间得到更多的新风 新风 年龄 问题 如果设计中要考虑这个问题 就需要针对系统的实际情况进行更为详细的计算 上述计算公式仍然成立 但需要将 年龄 以及系统形式 系统容量等等结合起来考虑 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 8 5 3 8在人员密度相对较大且变化较大的房间 宜采用新风需求控制 即根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量 使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内 制定原因 在人员密度相对较大且变化较大的房间 设计工况下的新风量非常大 当使用人数相当少时 如果仍然维持设计新风量不变 这时的新风量会超出需求量的数倍 造成浪费 因此当人员数量较少时 可以减少运行时的新风量 对于节能是有利的 这也是制定本条文的目的 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 8 控制方法 但通常情况下 当室内其他污染物浓度上升时 二氧化碳浓度同样也上升 因此它具有一定的代表性 所以采用CO2浓度控制方法 实施要点 如果只改变新风量 不改变排风量 有可能造成部分时间室内负压 造成室外空气的渗入 这时不但影响室内空气的温 湿度环境 反而还会增加能耗 因此排风量也应适应新风量的变化以保持房间的正压 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 9 5 3 9当采用人工冷 热源对空气调节系统进行预热或预冷运行时 新风系统应能关闭 当采用室外空气进行预冷时 应尽量利用新风系统 适用对象 非24小时连续运行的空调系统 第一条基本上是针对建筑整体而言的 当采用人工冷 热源预冷和预热时 关闭新风后不但能够更快的达到要求的室内参数 也能够减少由于并不需要的新风处理所消耗的能量 第二条的预冷是针对空调区域或空调房间而言的 应该注意的是 预冷过程中应考虑室外空气温 湿度问题 如果室外空气的含湿量很高 尽管采用它可以使室内温度下降 但由此带来的室内湿度过大会引起人员的不舒适 反过来又会因此采用较多的人工冷源来除湿 因此采用对室外空气参数和室内设计参数的实时比较后 通过自动控制系统来实现这一做法是较为合理的 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 10 5 3 10建筑物空气调节内 外区应根据室内进深 分隔 朝向 楼层以及围护结构特点等因素划分 内 外区宜分别设置空气调节系统并注意防止冬季室内冷热风的混合损失 通常体量较大的公共建筑 空调区的进深也较大 存在空调内 外区之分 外区围护结构的负荷随季节改变有较大的变化 内区则几乎没有影响 通常常年需要供冷 因此 宜分别设计和配置空调系统 内 外区是某些空调建筑的固有特性 与空调风系统的方式并不存在必然的联系 因此划分内外区时应根据建筑物的进深 分隔 朝向 楼层以及围护结构特点等因素划分 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 10 内外区划分的原则 仔细考虑房间的负荷特性和使用特点 在满足内 外区不同的使用要求的条件下 防止由于设计不当造成不必要的冷 热量混合损失 内外区划分的方法 参考 1 采用负荷平衡法划分室内冷负荷比较大 垂直于进深方向不再进行二次分隔的房间 面积为A 当冬季室内空调冷负荷CL大于围护结构散热量Qr时 外区面积Aw Qr CL A 2 考虑房间分隔因素垂直于进深方向的分隔 办公区距外围护结构3 5米 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 11 5 3 11对有较大内区且常年有稳定的大量余热的办公 商业等建筑 宜采用水环热泵空气调节系统 目的 要求设计人员对于有较大内区且常年有稳定的大量余热的办公 商业建筑的空调设计中 要考虑这部分热量的利用 减少冬季的能源消耗 水环热泵系统组成 水环热泵空调机组 循环水管路系统 冷却塔 以及可能需要的辅助热源 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 11 冬季某空调房间 区域 需要供热量 qr qi ni qni 5 3 3 式中qi 冬季围护结构及新风的计算供热量之和 ni 水环热泵 风机盘管等 供热工况时的耗电量 qni 冬季内部发热量 kW 对于冬季具有供冷要求的建筑 分别设置冷 热空调时 建筑物总供热量Qr qri采用水环热泵系统时 建筑物总供热量Qr qri Qp 5 3 4 式中Qp 冬季供冷区域的空调合计耗冷量 实施要点 需要进行详细的计算和经济技术分析后决定 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 12 5 3 12设计风机盘管系统加新风系统时 新风宜直接送入各空气调节区 不宜经过风机盘管机组后再送出 目的 提高新风的利用效率 以最少的新风耗能 达到人员要求的卫生条件 新风送入风机盘管 可能出现的问题是 1 新风量会发生较大的变化 有可能造成新风量不足 2 降低了风机盘管的制冷 热能力 3 导致房间换气次数的下降 实施要点 布置新风风口时 应尽可能地均匀布置 并应远离排风口 避免新 排风短路 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 13 5 3 13建筑顶层 或者吊顶上部存在较大发热量 或者吊顶空间较高时 不宜直接从吊顶内回风 节能角度 1 顶层 屋顶的传热量较大 如果采用吊顶回风 吊顶空间的温度也将接近空调房间的室内温度 实际上相当于将屋面传热的绝大部分负荷纳入了空调机组的冷 热量要求之中 2 非顶层但吊顶空间高度较大 超过1m时 时 考虑到此时立面上吊顶空间范围内的外围护结构也会有较大的传热 实施可能性 当空间高度超过1m时 有条件做回风管道 关于 不宜 考虑到目前设计中存在的吊顶空间高度通常比较小 设置专门回风管道有时会受到限制的实际情 但从节能的角度来说 应该认识到这不是一种完全合理的方式 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 14 5 3 14建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时 宜设置排风热回收装置 排风热回收装置 全热和显热 的额定热回收效率不应低于60 1送风量大于或等于3000m3 h的直流式空气调节系统 且新风与排风的温度差大于或等于8 2设计新风量大于或等于4000m3 h的空气调节系统 且新风与排风的温度差大于或等于8 3设有独立新风和排风的系统 热回收是节能的一个重要途径以显热回收装置为例 计算回收能效比 回收能量与多耗的电能之比COPh Q N 见下表 回收能量十分可观 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 14 关于参数的确定 1 关于热回收效率 根据国内一些质量较好的热回收装置的效率 2 关于8 温差的确定 根据我国的气候条件与室内外设计参数 3 新风量的大小 根据使用意见和相关的经验数据 直流系统采用 3000m3 h 带有回风的全空气系统 考虑到比直流系统新风热回收装置来说困难较大一些 因此在数值上有所放宽 新风量 4000m3 h 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 14 设计中的注意事项 1 经济性及灵活应用作为全年使用的热回收设备 更要关注的是过渡季节的使用效果和能量回收情况 设计者根据项目的实际情况 项目所在地的气象情况等进行合理的经济技术分析后确定 2 风量的差异性 新风和排风风量不宜相差太悬殊 3 风机与热回收装置的相对位置 污浊的排风空气对新风的影响 4 风口的设置 防止排风被新风取风口吸入的情况发生 5 旁通风管的设置 过渡季不采用热回收时 可打开旁通 减少风机的动力损失 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 15 5 3 15有人员长期停留且不设置集中新风 排风系统的空气调节房间 宜在各空气调节区 房间 分别安装带热回收功能的双向换气装置 本条实际上是5 3 14条的延续 主要针对的是一些不设集中新风和排风系统的空调房间或空调建筑 例如 一些设置分体式空调系统的房间或建筑 来规定的 通常可以从排出空气中回收55 以上的热量和冷量 可以有较大的节能效果 同时对室内空气条件的改善有良好的作用 因此应该提倡 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 16 5 3 16选配空气过滤器时 应符合下列要求 1粗效过滤器的初阻力小于或等于50Pa 粒径大于或等于5 0 m 效率 80 E 20 终阻力小于或等于100Pa 2中效过滤器的初阻力小于或等于80Pa 粒径大于或等于1 0 m 效率 70 E 20 终阻力小于或等于160Pa 3全空气空气调节系统的过滤器 应能满足全新风运行的需要 本条的主要目的 控制过滤器阻力 保证节能的要求 设计注意事项 1注意空调过渡季全新风运行工况时的过滤器配置 由于全空气空调系统要考虑到空调过渡季全新风运行的节能要求 因此在这里特别提醒新风管上的过滤器设置时不能只考虑最小新风量的情况 2保证过滤风速在规定值以内 防止随便提高过滤风速的情况发生 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 17 5 3 17空气调节风系统不应设计土建风道作为空气调节系统的送风道和已经过冷 热处理后的新风送风道 如果使用土建风道时 必须采取可靠的防漏风和绝热措施 两个基本考虑 1 土建风道土建风道的漏风情况严重 导致盲目加大送风量 2 由于没有很好的对土建风道进行绝热 混凝土等墙体的蓄热量大 会吸收大量的送风能量 导致热损失大而浪费能量 特殊情况 由于各种原因 存在一些用砖 混凝土等构成的土建风道 回风竖井的情况 如 剧场的设计中 为了管道的连接及与室内设计配合 有时也需要采用一些局部的土建式封闭空腔作为送风静压箱 因此对这类土建风道或送风静压箱提出严格的防漏风和绝热要求 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 18 5 3 18空气调节冷 热水系统的设计应符合下列规定 1应采用闭式循环水系统 投资较开式系统少 输送能耗也低 2只要求按季节进行供冷和供热转换的空气调节系统 应采用两管制水系统 能满足使用要求 投资较少 3当建筑物内有些空气调节区需全年供冷水 有些空气调节区则冷 热水定期交替供应时 宜采用分区两管制水系统 能满足使用要求 投资较少 4全年运行过程中 供冷和供热工况频繁交替转换或需同时使用的空气调节系统 宜采用四管制水系统 以满足使用要求为主 减少采用二管制带来种种不便 5系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大时 宜采用一次泵系统 在经过包括设备的适应性 控制系统方案等技术论证后 在确保系统运行安全可靠且具有较大的节能潜力和经济性的前提下 一次泵可采用变速调节方式 一次泵系统较为简单 投资相对较少 若采用变一次泵流量系统 须注意充分论证 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 18 6系统较大 阻力较高 各环路负荷特性或压力损失相差悬殊时 应采用二次泵系统 二次泵宜根据流量需求的变化采用变速变流量调节方式 1 对于多个环路 其水阻力差值超过50kPa时 通常会导致水泵的电机容量增加一级 因此这时宜分别设置不同的二次泵环路 极大地避免了无谓的浪费 2 以水系统的特性来分析 在某些系统中 水量的变化与冷量的变化不成比例 需要通过二次泵系统来平衡 7冷水机组的冷水供 回水设计温差不应小于5 在技术可靠 经济合理的前提下宜尽量加大冷水供 回水温差 具有很好的节约输送动力能耗的效果 采用时须注意对末端换热设备换热能力影响问题 水温差加大后对末端显热 潜热能力的影响 8空气调节水系统的定压和膨胀 宜采用高位膨胀水箱方式 高位膨胀水箱定压 具有安全 可靠 消耗电力相对较少 初投资低等优点 本条文是空调冷 热水系统设计的一些基本原则 在满足使用要求的前提下 应选择投资少 运行能耗少 维护管理方便的空调水系统 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 19 5 3 19选择两管制空气调节冷 热水系统的循环水泵时 冷水循环水泵和热水循环水泵宜分别设置 在两管制空调冷 热水系统中 空调系统冬季和夏季的循环水量和系统的压力损失通常相差很大 这时如果冬季循环水泵勉强采用夏季的循环水泵 往往使水泵不能在高效率区运行 或使系统工作在小温差 大流量工况之下 导致能耗增大 所以一般不宜合用 可以合用的两种情况 1 单台水泵的设计工作点相同或者工作点在同一水泵曲线上时 因此需要针对具体水泵来分析 同时要注意电机的配置 2 水泵采用变频调速控制 且使用时仍具有较高效率的 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 20 5 3 20空气调节冷却水系统设计应符合下列要求 1具有过滤 缓蚀 阻垢 杀菌 灭藻等水处理功能 2冷却塔应设置在空气流通条件好的场所 3冷却塔补水总管上设置水流量计量装置 强调水处理措施的目的是为了提高传热效果 对设置场所的要求也是为了提高散热效率 保证要求的通风量 这也是目前实际工程中 冷却塔出现的典型问题 设置水量计量装置是为了了解 飘水 和失水的情况 加强对补 水系统的管理 降低补水能耗 减小水量浪费 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 21 5 3 21空气调节系统送风温差应根据焓湿图 h d 表示的空气处理过程计算确定 空气调节系统采用上送风气流组织形式时 宜加大夏季设计送风温差 并应符合下列规定 1送风高度小于或等于5m时 送风温差不宜小于5 2送风高度大于5m时 送风温差不宜小于10 3采用置换通风方式时 不受限制 目的 空调送风温差最小值的规定 是希望防止设计中出现大风量小温差的浪费情况 首要要求 送风温差应通过空气处理过程计算确定 这是设计的基础 在计算的基础上 从节能角度 送风温差在4 8 之间时 每增加1 送风量约可减少10 15 提出了一些规定的数值 采用置换通风或者下送风方式时 在夏季过低的送风温度会导致人员的舒适感下降 房间下部空气过冷 影响空调系统的正常使用 因此本条文不适用于置换通风方式 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 22 5 3 22建筑空间高度大于或等于10m 且体积大于10 000m3时 宜采用分层空气调节系统 与全室性空调方式相比 分层空调夏季可节省冷量30 左右 对于民用建筑中的中庭等高大空间 人员通常都在底层活动 因此舒适性范围大约为地面以上2 3m以内 采用分层空调 其目的是将这部分范围的空气参数控制在使用要求之内 3m以上的空间则处于 不保证 的范围 冬季采用分层送风时 由于 热空气上浮 的原理 上部空间的温度也会比较高导致热损失增加 如果没有措施 甚至会高于人员活动区 这时并不节能 这是设计过程中应该注意的问题 通常可以有两种解决方式 1 设置室内机械循环系统 将房间上部 过热 的空气通过风道送至房间下部 2 底层设置地板辐射或地板送风供暖系统 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 23 5 3 23有条件时 空气调节送风宜采用通风效率高 空气龄短的置换通风型送风模式 节能机理 1与分层空调系统相类似 减少了不必要的空调空间 2 由于置换通风的送风温度比常规空调系统高 一般在18 20 左右 因此在夏季它可以比常规空调系统更多的利用过渡季节的室外低温空气直接进行空调送风 由此节省了空调系统新风处理的冷量 减少了冷源设备的全年运行时间 设计注意点 1采用置换通风方式时 空调风系统应采用可变新风比系统 才能充分发挥其利用室外风送风而节能的优点 2置换通风系统的风量通常会较常规空调系统较大 送风温度高 采用夏季冷却处理后对送风温度进行再热的方式来实现会既加大送风量又产生处理过程中的冷 热抵消 不值得采用 有条件时可采用二此回风方式来实现 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 24 5 3 24在满足使用要求的前提下 对于夏季空气调节室外计算湿球温度较低 温度的日较差大的地区 空气的冷却过程 宜采用直接蒸发冷却 间接蒸发冷却或直接蒸发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级或三级冷却方式 空气进行蒸发冷却时 一般都是利用循环水进行喷淋 相当于用蒸发冷却的风机替代制冷系统 由于不需要人工冷源 所以能耗较少 是一种节能的空调方式 目前发展到间接与直接蒸发冷却相结合的二 三级系统 都取得了很好的效果 二个注意的问题 1适用地区 夏季空调室外计算湿球温度较低 温度的日较差大的地区 2在某些情况下 室内湿度会略微偏高一些 图7两级蒸发冷却空气状态变化 图6直接蒸发冷却空气状态变化 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 25 5 3 25除特殊情况外 在同一个空气处理系统中 不应同时有加热和冷却过程 节能 本标准一直在强调避免 冷 热抵消 问题 可能性 对于民用建筑内的绝大多数房间的舒适性空调是可以做到的 要求高时宜采用二次回风或淋水室旁通等方法减少加热 一些特殊情况 1 室内游泳池 2 热湿比很小的其他房间 3 负担全部余湿的独立新风系统 4 内 外区风系统合一的变风量系统的外区再热 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 26 5 3 26空气调节风系统的作用半径不宜过大 风机的单位风量耗功率 Ws 应按下式计算 并不应大于表5 3 26中的规定 Ws P 3600 t 5 3 26 式中Ws 单位风量耗功率 W m3 h P 风机全压值 Pa t 包含风机 电机及传动效率在内的总效率 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 26 风压计算取值1空气过滤器阻力取值 初效终阻力是100Pa 效终阻力是160Pa 采用初中两级过滤器按85 计算 即221Pa 2表面换热器 采用干 湿工况 风速2 5m s时的阻力参数 3空调箱体内阻力 取50Pa 4消声器总阻力采用150Pa 5管道阻力 办公建筑90米260Pa 变风量系统取310Pa 商场与旅馆建筑中 340Pa 变风量系统取390Pa 6风口阻力 含出风动压 一般风口在15 25Pa 取值30Pa 7VAV末端 最不利情况 不带风机末端的需要压头为280Pa 8富裕量 30 40Pa 9湿膜加湿器增加的风阻力 取100Pa阻力 允许WS值增加0 053 10风机总效率 按常用较好的风机统计 取值为0 52 11普通机械通风系统 600Pa 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 26 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 26 实施时的关注事项 1 空调系统的服务区域不宜过大 2 空调机房应靠近服务区域 以缩短风管长度 3 机外余压应计算确定 避免估算造成余压过高和输送能源的浪费 4 空调机组表冷器的面风速不宜超过2 5m s 不应该选用面风速非常高的空调机组 5 采用高效率的风机和电机 6 有条件时采用直联驱动的风机 因为这时的传动效率是100 提高了 风机总效率 7 保证空气过滤器的过滤面积 控制过滤风速 8 采用低阻空气过滤器 9 由于低温送风空调系统往往需要采用8排表冷器 阻力较大 引用时可以按增加严寒地区预热盘管的要求 Ws再增加0 035 W m3 h 1 为便于检查 要求在空调机组与风机的设备表上都注明采用风机的全压与风机最小效率 公共建筑节能标准 5 3通风与空气调节5 3 26 公式应用说明 1 公式来源 根据 暖通规范 GB50019 2003 5 7 3条条文解释 P268 对风机所配电动机要求的轴功率No为计算式为 L cmh H Pa L cmh P Pa No kw w 3600 1000 1 23600 1 2L cmh P Pa L cmh P Pa 对于电机耗电功率有 ND w w 3600 1 2 33600 t因此 Ws计算值为 Ws ND L